铁尾矿砂混凝土抗渗试验优化设计

砂混凝土的进一步研 究提供一定的参考和借鉴。
中图分 类号 ： Ｔ Ｕ ５ ２ ８ ． ３ ２ 文 献标 志码 ： Ａ
０ 引 言
铁尾 矿砂在 混凝 土 中的应用 ， 既能解决 建筑用 砂 资源 日益 短缺 的突 出矛盾 ， 又能减 少铁尾 矿砂堆存 对 环 境 污染 和 占用 大量土 地 的问题 ¨ 。然 而 ， 目前 国内外 对铁 尾 矿砂 混 凝 土性 能 试 验研 究 较 片 面 ， 尤其 是 对 其 抗渗 性能 的研究 就更少 ， 对影 响抗渗 性能 的因素考 虑 的不 全面 ， 各 因素 之 间的交互作 用 以及 因素 的显著 性都 没有 做相关 研究 。全 面考虑 各 因素 对抗渗性 的影 响 ， 按 传统 的全 面试 验 法进行 试 验 方案 设计 需 要 的试 块太
２ ． Ｉ 试验 因素及 指标 的确 定
研 究表 明 ， 混 凝土材 料 的渗透性 与其密 实度 、 孔 隙特 征 、 材料 组成 等密 切相 关 ］ 。而水 胶 比是 影响 混凝 土密实 度 的一个 重要 因素 ； 粉煤 灰 能够起到 填充 以及火 山灰 作用 ， 提 高混凝 土 密 实性 、 改善 孔 结 构及 水 泥石 与集料 间界 面结 构 ； 此外 铁尾矿 砂取 代率及 粉煤灰 对混凝 土 的渗 透性也 有较 大影 响。鉴 于此 ， 对 铁尾矿 砂混 凝土抗 渗性 能试 验研究选 择水 胶 比 、 粉煤灰 掺量 、 铁 尾矿砂 取代 率及砂 率 四个 主要 因素进行 研究 。
２ ． ２ 试 验 因素 水平 的确定
１ ） 水胶 比水 平
收 稿 日期 ＂ ． ２ ０ １ ３ － ０ ４ — １ ５
第 ４期
胡现 良， 等： 铁尾矿砂混凝土抗渗试验优化设计
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试 验表 明 ， 当Ｗ ／ Ｃ＞ ０ ． ５ ５的 时候 ， 普 通混 凝土 抗渗 性很 差 ， Ｗ ／ Ｃ＜ ０ ． ５ ０的 时 ， 抗 渗 性 较好 。 当水灰 比 由
１ 正交 试 验设 计 原 理 及特 点
正 交试 验设计 法是利 用正 交表进 行科学 地安排 与分析 多 因素试验 的方法 ， 这种 方法 采 取 部分试 验来 代 替全 面试验 的方法 ， 挑选 出有代 表性 的试 验点 来 进行 试 验 ， 通 过对 代 表性 的试 验 的结 果分 析 ， 了解全 面试
验 的情 况 ， 以实 现工艺 的优化 。其 特点为 ： 完成试 验 要 求所 需 的实验 次 数 少 ； 数 据 点 的分 布 很均 匀 ， 结论 的 可靠性 较好 ； 可用 相应 的极 差分 析方法 、 方差 分析方 法 、 回归 分析方 法等对 试验 结果进 行分 析 ， 引 出许多有 价 值 的结 论 。 ］ ’
２ 铁 尾矿 砂 混凝 土抗 渗试 验 正 交设 计
铁尾矿砂混凝土抗渗试验的研究 目标是通过试验方法 ， 系统地研究各因素对铁尾矿砂混凝土抗渗性的
影响， 提 出各 因素对铁 尾矿砂 混凝 土抗渗 性影 响的显著 程度 、 最优方 案及并建 立 铁尾矿 砂混凝 土抗渗 性能 的 预测 模型 。
２ ０ １ ３年 １ ０月
文章编号 ： ２ ０ ９ ５ － ２ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ １ ０ ４ － ０ ４
铁尾 矿砂 混 凝 土抗 渗试 验 优 化 设计
胡现 良 ， 龙彬彬 ， 陈晓艳 ， 王化 平 ， 王 志光
（ １ ． 河北联合大学 建筑工程学院 ， 河北 唐山 ０ ６ ３ ０ ０ ９； ２ ． 唐山建华工程质量检测有 限公司 ， 河北 唐 山 ｏ ６ ３ ０ ｏ ｏ ）
多， 课题 的研究在 试验 阶段 的工作量 很大 ， 短 时 问内得不 出满 意的结果 。因此 需要 一种 既能考 虑众多影 响 因
素， 又能减 少试验 工作量 的试 验设计 方法 ， 而正交试 验 设计 就具 有这 些优 点 。 目前 ， 国 内外用 正 交方 法 对铁
尾矿 砂混凝 土抗 渗试验 进行试 验方 案 的设计 及分 析还没 有可查 的文献 资料 。
关键词 ： 铁 尾 矿砂 ； 混凝 土 ； 抗渗 性 ； 源自文库 交试验设 计
摘要 ： 简要 介 绍 了正交试验设 计原 理及 该方 法的特 点 ， 详述 了用该 方法对铁 尾矿 砂 混凝土抗 渗
性试验 方案 的优化过 程 ， 包括 因素、 水 平的确定 、 正 交表 的选择 、 方 案的确 定等 。可 以为铁尾 矿
尾矿砂取代率为 ２ ０ ％及 １ ０ ０ ％时 ， 在粉煤灰的掺人、 相对较低的水胶 比和采用空隙率较低的石子的情况下 ， 尾矿 砂混 凝土具 有很 强 的抗氯离 子 渗透 能力 － ８ Ｊ 。综 上 ， 本 课 题 取代 率 定 为 ０ 、 ２ ５ ％、 ５ ０ ％、 ７ ５ ％、 １ ０ ０ ％， 以确
０ ． ４增至 ０ ． ７时， 水泥浆渗透系数增大 １ ０ ０ 倍 以上 ， 水灰 比超过 ０ ． ５时 ， 渗透系数增加比较显著
水 胶 比分别取 ０ ． ４ ０、 ０ ． ４ ５ 、 ０ ． ５ ０ 、 ０ ． ５ ５ 、 ０ ． ６ ０ 。
Ｊ 。综上 ，
２ ） 粉煤灰掺量水平
大 连理工 大学 进过试 验研究 发 现 ， 在试验 条 件相 同 的情 况下 ， 添加 ３ ０ ％一 ５ ％粉煤 灰混凝 土 的氯离子 扩 散 系数 明显低 于基 准混凝 土 ｊ 。所 以 ， 粉 煤灰掺 量 的水平 分别 取 ０ 、 １ ５ ％、 ３ ０ ％、 ４ ５ ％、 ６ ０ ％。 ３ ） 铁 尾矿 砂取 代率水 平 有 实验表 明 Ｃ ３ ０ 、 Ｃ ４ ０混凝 土 在取代 率 为 ５ ０ ％时， 铁 尾 矿 砂混 凝 土 的抗 渗 性 能 优 于普 通 混凝 土 。当
第３ ５卷
第 ４期
河北 联合大 学学 报 （ 自然科学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｕｎ ｉ ｔ ｅ ｄ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
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